Rataresonanssi

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Jupiterin kolme sisintä suurta kuuta ovat resonanssissa keskenään.

Rataresonanssi on tietty kiertoaikojen ja asemien suhde taivaankappaleiden välillä, esimerkiksi 1:2. Resonanssissa tapahtuu herkimmin kappaleiden välillä liike-energian vaihtoa, jonka tuloksena resonanssi monesti hajoaa mutta voi joissain tapauksissa olla vakauttava tekijä. Pluton ja Neptunuksen välillä on 3:2 resonanssi. Asteroidivyöhykkeellä Jupiter vetovoimallaan on ajanut monista resonasseista asteroideja pois, mutta toisaalta troijalaisia asteroideja kiertää sen radalla 1:1 resonanssissa 60 astetta planeetan edellä ja siitä takana. Niinpä resonansseihin liittyy yleensä myös kappaleiden kiertokulma-eroja, kaltevuuksia ja soikeuksia ja näiden yhtaikaisia muutoksia.

Rataresonanssi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Resonanssiin kuuluvat myös vaihekulma ja soikeus: planeetat ovet samassa vaiheessa, jos niiden Aurinkoa lähin piste on säännöllisin väliajoin suunnilleen samassa suunnassa. Resonanssit liittyvät kiertoradoilla olevien kappaleiden pitkäaikaisiin ratamuutoksiin, joita ohjaavat kaukaistenkin kappaleiden aiheuttamat häiriöt. Resonanssin vaikutus on kahtalainen: se joko lukitsee planeetat kiertämään suunnilleen samoilla radoilla tai poistaa toisen planeetan radaltaan. Kumpi toteutuu, siihen vaikuttaa vaihekulma eli planeetan asema radallaan. Usein pitkän ajan kuluessa soikealla radalla olevan planeetan radan lähin piste eli periheli liikkuu tai huojuu tietyn pisteen lähellä.

Asteroidivyöhykkeellä on monia resonansseja joilla pikkuplaneetat eivät viihdy juurikaan, esimerkiksi 1:3 resonanssi Jupiterin kanssa. Laplacen resonanssissa on 3 tai useampi kappale. Esimerkiksi Jupiterin kuilla on 1:2:4 rataresonanssi. Troijalaiset asteroidit ovat Jupiterin kanssa 1:1 resonanssissa. Troijalaisten vaihekulma-erot Jupiteriin nähden ovat +60 ja −60 astetta, eli ne kulkevat Jupiterin edessä ja takana muodostaen Auringon kanssa tasasivuisen kolmion.

Pluto ja Kuiperin vyöhykkeen ns. plutiinot ovat Neptunuksen kanssa 3:2 resonanssissa. Aurinkokunnan ulkopuolella Eksoplaneetoista Gliese 876 b ja c ovat 1:2 resonanssissa.

Resonanssien lajeja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Laplacen resonanssi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Laplacen resonanssi: Esimerkiksi Jupiterin kuut Io, Europa ja Ganymedes

jossa ovat kuiden suunnat (keskilongitudit) Jupiterista katsoen.

Sekulaarinen resonanssi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sekulaarinen resonanssi: Resonanssi, jossa ratojen kiertyminen on kytkeytynyt yhteen, suuri kappale ajaa pienemmän kappaleen tähän. Radoissa voi kiertyä perihelin pituus tai nousevan solmun pituus tai molemmat.

Resonanssi voi olla lineerinen sekulaarinen, jossa on yksi suuri ja yksi pieni kappale, tai monta suurta ja yksi pieni kappale.

Resonanssi muuttaa ajan kuluessa pienen kappaleen radan soikeutta ja kaltevuutta. Saturnus aiheuttaa v6-sekulaariresonanssilla asteroidivyöhykkeen sisärajan, koska ajaa tietyllä etäisyydellä olevien asteroidien ratoja soikemmaksi, niin että ne joutuvat Marsin vetovoiman piiriin. Silloin nämä Mars-risteäjät sinkoutuvat asteroidivyöhykkeeltä pois, kun joutuvat liian lähelle Marsia, joka vetovoimallaan muuttaa niiden rataa.

Kozain resonassi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Kozain resonanssi kalteville radoille: pienen kappaleen radan kaltavuus ja soikeus värähtelevät ssamassa tahdissa ison kappaleen radan kanssa. Vaatii toisiinsa nähden kaltevia ratoja.

Resonansseja aurinkokunnassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Esimerkiksi Venuksen ja Maan kiertosten suhde on 13:8 0,032% tarkkuudella.

Joskus vallinneita rataresonansseja ovat (3:5) Ariel-Miranda, (1:3) Umbriel-Miranda, (3:5) Umbriel-Ariel, ja (1:4) Titania-Ariel. Korkeat menneet soikeudet kuupereille (1:3) Umbriel-Miranda ja (1:4) ovat voineet johtaa vuorovesivoimien aiheuttamiin sisäisiin kuumeneimisiin.

Kiertoaikojen suhde Virhe yhden kierroksen jälkeen Hajaantumisaika Todennäköisyys
Planeetat
(9:23) VenusMerkurius 4,0° 200 v 0,19
(8:13) MaaVenus 1,5° 1000 v 0,065
(243:395) MaaVenus 0,8° 50000 v 0,68
(1:3) MarsVenus 20,6° 20 v 0,11
(1:2) MarsMaa 42,9° 8 v 0,24
(2:5) SaturnusJupiter 12.8° 800 v 0,14
(1:7) UranusJupiter 31,1° 500 v 0.17
(7:20) UranusSaturnus 5,7° 20000 v 0,20
(5:28) NeptunusSaturnus 1,9° 80000 y 0,052
(1:2) NeptunusUranus 14,0° 2000 v 0,078
Marsin kuut
(1:4) DeimosPhobos 14,9° 0,04 v 0,083
Jupiterin kuut
(3:7) KallistoGanymedes 0,7° 30 v 0,012
Saturnuksen kuut
(2:3) EnceladusMimas 33,2° 0,04 v 0,33
(2:3) DioneTethys 36,2° 0,07 v 0,36
(3:5) RheaDione 17,1° 0,4 v 0,26
(2:7) TitanRhea 21,0° 0,7 v 0,22
(1:5) JapetusTitan 9,2° 4,0 v 0,051
Uranuksen kuut
(1:3) UmbrielMiranda 24,5° 0,08 v 0,14
(3:5) UmbrielAriel 24,2° 0,3 v 0,35
(1:2) TitaniaUmbriel 36,3° 0,1 v 0,20
(2:3) OberonTitania 33,4° 0,4 v 0,34
Pluton kuut
(1:4) NixKharon 39.1° 0,3 v 0,22
(1:6) HydraKharon 6.6° 3,0 v 0,037

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]